Laajuus: 5

Aikataulu: 12.09.2017 - 09.01.2018

Opetusperiodi (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

I-II

Osaamistavoitteet (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

2018-2019
Kurssin suoritettuaan opiskelija osaa:

-laskea reaktioiden termodynaamisia suureita ja selittää niiden avulla kemiallisia ja sähkökemiallisia tasapainoja
-kuvata sähkökemiallisen kennon toimintaperiaatteen ja käytön energian tuotannossa ja sähkökemiallisessa analytiikassa 
-laskea puhtaiden aineiden ja ideaali- ja reaaliseosten faasitasapainoja sekä laatia ja tulkita yksinkertaisia faasidiagrammeja
-monivaiheisten reaktioiden kinetiikkaa sekä kirjoittaa ja ratkaista reaktion nopeusyhtälön lähtien liikkeelle alkeisreaktioista
-pintakemian perusteita ja erityisesti nestepintojen ilmiöitä.

2019-2020:

Kurssin suoritettuaan:

Oppimistaitojen osalta opiskelija:
- kehittää ongelmanratkaisutaitojaan ja pystyy ratkaisemaan myös tavallista avoimempia ongelmia.
- rutinoituu perehtymään kurssimateriaaliin ennen lähiopetusta ja oppii suuntaamaan huomionsa englanninkielisen oppikirjatekstin oleellisimpiin kohtiin.
- oppii kriittisesti arvioimaan omia ja muiden opiskelijoiden töitä.

Kemiallisen termodynamiikan perusteiden osalta opiskelija:
- hahmottaa termodynamiikan pääsääntöjen keskeisen roolin kemiassa ja osaa soveltaa pääsääntöjä käytännön elämässä.
- ymmärtää termodynaamisten perussuureiden, kuten työn, lämmön, sisäenergian, entalpian, entropian, Gibbsin energian ja kemiallisen potentiaalin merkityksen sekä kytkökset näiden suureiden välillä.
- osaa laajasti soveltaa termodynamiikan keskeisimpiä suureita ja termodynaamista taulukkotietoa kemiallisten prosessien kvalitatiivisessa ja kvantitatiivisessa tarkastelussa. 

Termodynaamisen tasapainon osalta opiskelija:
- tuntee termodynaamisen tasapainon eri osatekijät (kemiallinen-, faasi-, terminen- ja mekaaninen   tasapaino) ja ymmärtää näiden ja termodynamiikan perussuureiden välisiä yhteyksiä.
- oppii soveltamaan termodynaamisia taulukkotietoja kemiallisen ja faasitasapainon käsittelyssä ja ennustamaan kemiallisen prosessin käyttäytymistä eri olosuhteissa sekä lukemaan erilaisia faasidiagrammeja.
- syventää ymmärrystään kemiallisesta tasapainosta aktiivisuuden ja aktiivisuuskertoimen käsitteiden kautta. Opiskelija pystyy soveltamaan aktiivisuuksia todellisten systeemien tasapainoprosessien käsittelyssä.

Kemiallisen kinetiikan osalta opiskelija:
- tuntee reaktiokinetiikan peruskäsitteistöä kuten reaktionopeus, puoliintumisaika, reaktion kertaluku, ja nopeuslaki.
- osaa käsitellä yksinkertaisten ja monivaiheisten reaktioiden kinetiikkaa sekä kvalitatiivisesti että kvantitatiivisesti.

Sähkökemian osalta opiskelija
- ymmärtää sähkökemiallisen kennon toimintaperiaatteen ja tuntee kennon sovelluskohteita. Osaa soveltaa termodynamiikan perussuureita sähkökemiallisten prosessien tarkastelussa.

Sisältö (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

2018-2019: Termodynaamiset suureet ja kemialliset ja sähkökemialliset tasapainot. Sähkökemiallisen kennon toimintaperiaate ja käyttö energian tuotannossa ja sähkökemiallisessa analytiikassa. Puhtaiden aineiden ja ideaali- ja reaaliseosten faasitasapainot. Yksinkertaiset faasidiagrammit. Monivaiheiset kemialliset reaktiot ja niiden kinetiikka, sovelluksia biokinetiikkaan. Pintakemiaa, pintajännitys, sitoutuminen pinnalle, pinta-aktiiviset aineet, solukalvo.

2019-2020: Termodynamiikan pääsäännöt ja keskeiset termodynaamiset suureet. Kemialliset ja sähkökemialliset tasapainot. Sähkökemiallisen kennon toimintaperiaate sovelluskohteet. Puhtaiden aineiden ja ideaali- ja reaaliseosten faasitasapainot. Yksinkertaiset faasidiagrammit. Kemiallisten reaktioiden kinetiikka ja sen biologiset sovellutukset. 

Toteutus, työmuodot ja arvosteluperusteet (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

2018-2019: Luennot, harjoitukset ja välikokeet/tentti.

2019-2020: Luennot, harjoitukset, projektityö ja välikokeet/tentti

Työmäärä toteutustavoittain (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

2018-2019: 5 op = 135 h

Kontaktiopetus (66 h):

- Luennot 44 h
- Laskutuvat 22 h

Oma työ (69 h):

- Välikokeet 8 h

- Itsenäinen opiskelu 61 h

2019-2020: (5 op = 135 h)

Kontaktiopetus (50 - 92 h), joka sisältää monimuoto-opetuksen ja laskupajat. Oma työ (43 - 85 h), joka sisältää projektityön, välikokeet ja itsenäisen opiskelun.

Oppimateriaali (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

T. Engel and R. Reid: 'Thermodynamics, Statistical Thermdynamics & Kinetics', 3rd ed. (Pearson) tai T. Engel and R. Reid: 'Physical Chemistry', 3rd ed. (Pearson). Myös vanhemmat painokset käyvät.

Korvaavuudet (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

 Kurssia ei voi sisällyttää kemiantekniikan kandidaattiohjelman opiskelijan tutkintoon. (päätös KTAK 20.11.2018)

Kurssin kotisivu (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

https://mycourses.aalto.fi/course/search.php?search=CHEM-A2250

Esitiedot (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

Suositellaan CHEM-A1210 ja MS-A0203 (osittaisderivaatta) tai vastaavat kurssit.

Arvosteluasteikko (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

Hylätty, 1 - 5

Ilmoittautuminen (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

WebOodi

Lisätietoja (voimassa 01.08.2018-31.07.2020): 

Kurssi on tarkoitettu BioIT:n pääaine- ja kemian sivuaineopiskelijoille.

Opintojakson kuvaus